// 拓扑排序 - 找做事情的顺序
// 1.找出图中入度为 0 的点，然后输出
// 2.删除与该点连接的边
// 3.重复 1，2 操作，直到图中没有点或者没有入度为 0 （有环）的点为止
// 4.重要应用 - 判断有向图中是否有环
// 5.借助队列，进行一次 bfs
//     1).入度为 0，加入队列
//     2).当队列不为空：
//         1).拿出队头元素
//         2).删除与该元素相连的边
//         3).判断与删除边相连的点，是否入度为 0，如果为 0，加入到队列中

// 例题 2：
// 现在你总共有 numCourses 门课需要选，记为 0 到 numCourses - 1。
// 给你一个数组 prerequisites ，其中 prerequisites[i] = [ai, bi] ，表示在选修课程 ai 前 必须 先选修 bi 。
//
//        例如，想要学习课程 0 ，你需要先完成课程 1 ，我们用一个匹配来表示：[0,1] 。
//        返回你为了学完所有课程所安排的学习顺序。可能会有多个正确的顺序，你只要返回 任意一种 就可以了。如果不可能完成所有课程，返回 一个空数组 。
//
//        示例 1：
//
//        输入：numCourses = 2, prerequisites = [[1,0]]
//        输出：[0,1]
//        解释：总共有 2 门课程。要学习课程 1，你需要先完成课程 0。因此，正确的课程顺序为 [0,1] 。
//        示例 2：
//
//        输入：numCourses = 4, prerequisites = [[1,0],[2,0],[3,1],[3,2]]
//        输出：[0,2,1,3]
//        解释：总共有 4 门课程。要学习课程 3，你应该先完成课程 1 和课程 2。并且课程 1 和课程 2 都应该排在课程 0 之后。
//        因此，一个正确的课程顺序是 [0,1,2,3] 。另一个正确的排序是 [0,2,1,3] 。
//        示例 3：
//
//        输入：numCourses = 1, prerequisites = []
//        输出：[0]
//
//
//        提示：
//        1 <= numCourses <= 2000
//        0 <= prerequisites.length <= numCourses * (numCourses - 1)
//        prerequisites[i].length == 2
//        0 <= ai, bi < numCourses
//        ai != bi
//        所有[ai, bi] 互不相同

// 解题思路：
// 建图：统计所有课程的入度，以及邻接表
// 实现拓扑排序：
// 借助队列，进行一次 bfs
//     1).入度为 0，加入队列
//     2).当队列不为空：
//         1).拿出队头元素，并添加到结果数组中
//         2).删除与该元素相连的边
//         3).判断与删除边相连的点，是否入度为 0，如果为 0，加入到队列中
// 如果仍然存在元素的入度不为 0，返回空数组，否则返回结果数组;

import java.util.*;

public class FindOrder {
    public int[] findOrder(int numCourses, int[][] prerequisites) {
        int[] ret = new int[numCourses];
        int index = 0;
        // 1. 准备工作
        int[] in = new int[numCourses];
        Map<Integer, List<Integer>> edges = new HashMap<>();
        // 2. 建图
        for(int i = 0; i < prerequisites.length; i++){
            // b -> a
            int a = prerequisites[i][0];
            int b = prerequisites[i][1];
            in[a]++;
            if(!edges.containsKey(b)){
                edges.put(b, new ArrayList<>());
            }
            edges.get(b).add(a);
        }
        // 3. 拓扑排序
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        for(int i = 0; i < numCourses; i++){
            if(in[i] == 0) queue.offer(i);
        }
        while(!queue.isEmpty()){
            int t = queue.poll();
            ret[index] = t;
            index++;
            for(int x : edges.getOrDefault(t, new ArrayList<>())){
                in[x]--;
                if(in[x] == 0) queue.offer(x);
            }
        }
        // 4. 返回结果
        if(index != numCourses) return new int[] {};
        return ret;
    }
}
